我国中小学数字教材研究与实践始于2000年前后，早期主要表现为纸质教科书的简单数字化，近年来则以多媒体数字教材、富媒体数字教材为主要形式，并朝着数据化数字教材、平台化数字教材的趋势发展。国家在教材建设和教育信息化方面出台了一系列政策，以推动数字教材的研发和应用进程。如今，中小学数字教材作为教材发展的新形态和新方向备受关注，并已进入中小学校课堂，甚至在一些地区逐步被大规模应用。但是，目前数字教材在应用中尚存在一些矛盾，如数字教材的核心价值与多样化需求的矛盾、数字教材的文本结构与应用理念的矛盾等，制约了数字教材的大范围持续性应用。
今天分享的这篇文章从数字教材的教材特性和基础教育信息化应用需求的双重视角出发，对其设计方案提出优化建议，并对当前主流数字教材设计中存在的问题做简要剖析。
融合应用理念下的中小学
数字教材设计策略
文 | 沙沙 代毅 赵子莹
01
教育信息化应用理念演化及对数字化课程资源需求的变化
数字教材的应用效果与教育信息化的应用逻辑密切相关。在中小学课堂上，信息技术与课程教学的结合方式经历了计算机辅助教学、信息技术与课程整合、信息技术与教育教学深度融合三个阶段。不同阶段的技术应用逻辑差别较大，对数字化课程资源的内容和功能需求也截然不同。计算机辅助教学（CAI）是20世纪60年代信息技术引入基础教育时的一种应用理念。从词义可以看出，这种理念下的信息技术处于辅助地位，而教学主体框架、流程都是不变的。CAI作为一种主流的技术应用理念存在了近半个世纪，直到2000年左右，才逐渐被信息技术与课程整合的新理念所替代，但其对教学实践依然产生着深刻的影响。在各种信息化教学案例中，我们经常见到教师在课堂上运用多媒体课件或交互性工具对教学内容进行辅助性展示或补充完善的情形。甚至可以说，CAI至今仍是我国中小学教师应用信息技术最主要的一种方式。基于该理念，数字资源一般要基于课程标准或教材进行设计和开发，并与课程或教材的内容配套，强调资源的专业性、精致性、适配性，以求达到最佳的辅助应用效果。21世纪初，教育信息化领域提出“信息技术与课程整合”的新理念，其目标是要运用技术改变传统的教学结构。这与“辅助”逻辑下的CAI理念有本质的差异。信息技术与课程整合的理念解决了基础教育中信息技术与学科课程存在的割裂等问题，通过信息技术与课程的互动性双向整合，以达到更好的技术应用效果。信息技术与课程整合的关键是双向适应。在CAI方式中，教学活动本身自成体系，有技术辅助固然好，没有技术辅助教学活动也能开展；而信息技术与课程整合方式则要求改变传统的教学内容与课程实施策略，以形成更适合信息化教学环境的内容形式和教学模式。该理念对数字化课程资源的要求明显提高。一部分数字内容资源要从辅助性资源转变为课程或教学内容的主要形态；还有相当一部分数字化课程资源要能够支持信息技术环境下的新型课程实施策略或教学模式，如数字化探究、在线研讨和虚拟课堂等。2012年，教育部发布了《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》，首次提出了“信息技术与教育教学深度融合”。信息技术与教育教学的深度融合是对信息技术与课程整合理念的进一步探索，它强调将信息技术应用到教育教学的全过程，实现深层次的教育系统结构性变革。这种深层次变革深到何种地步，目前尚无定论，但深度融合理念要求传统的教育教学中的每个环节都朝着与信息技术结合的方向转变是无疑的。它同样要求信息技术与教育之间的双向融合。在该理念引领下，数字化课程资源的丰富性和功能性要求更高。《教育信息化2.0行动计划》提出了深度融合理念下的资源转变方式：先是从专业生成的内容资源（PGC）向教师和学生在教学活动中的生成型内容资源（UGC）转变，再进一步从教育领域的资源向大资源转变。但无论数字化课程资源变得如何多样、复杂，承载国家意志、落实国家教育根本任务和系统化反映课程标准要求的核心资源依然是必要的。中小学数字教材就是有代表性的核心数字化课程资源。目前，国内的数字教材大多以纸质教科书为蓝本进行设计和开发。多数数字教材选择了以纸质教科书的电子版作为数字教材的主体，在此基础上辅以各类多媒体、交互型内容资源以及数字教学工具的设计方案。但这种设计方案与实际教学应用之间存在一些内在的固有矛盾，需要在深入研究、解析数字教材的基础上提出解决对策。数字教材作为中小学教材体系的新形态，承担着在信息化教学环境中落实国家教育根本任务和系统化反映课程标准要求的核心作用。有学者认为，数字教材所承载的更多是国家层面的教育教学共性要求。但我国教育信息化2.0发展阶段强调应通过信息化手段，满足教师和学生个性化教与学的需要。数字教材所体现的共性要求与教育信息化提出的满足个性需求之间存在矛盾。通过大量的实践案例调研我们发现，从作为教材的本质属性而言，数字教材是较难满足个性化学习需求的。举例来说，数字教材的内容一般需要有一定严谨性，也是信息化环境中学生获取权威课程信息的主要来源。而在实际教学中，教师和学生往往会提出个性化的学习需求。这些需求可能只适合少数人或某一特定地区的师生，与严谨、权威的要求有较大距离。这类个性化需求在实践中数量繁多、要求各异，它们既不符合教材编制的原则，也不可能用一套数字教材同时满足上亿师生的个性化需要。要解决这个矛盾，我们需要建立融合应用的数字教材设计和使用思路。在设计上重点确保数字教材的核心价值，特别是数字教材内容的政治性、科学性、严谨性。而针对个性化教与学需求，则可以在数字教材的基础上，通过更多其他形式的数字资源来满足师生需求。将数字教材与其他数字资源融合应用，既可体现数字教材的核心育人价值，又能满足个性化需求。当前以纸质教材为蓝本的数字教材，在文本结构上天然与信息化环境下的教学应用之间存在矛盾。在教学中，纸质教材是一种课程载体，教材内容包括两个层面的信息：第一层是教师应该教的和学生应该学的内容，第二层是教学实施建议方案（或步骤）。因此，中小学教材的价值之一是为课程的实施提供基本参考。对纸质教材来说，两层信息之间是匹配的——第一层信息中有什么样的知识点，第二层信息就会安排适合于这个知识点的教学方案。教师使用教材时会参照教材中的两层信息完成教学设计。其中，第一层信息往往是国家课程标准中规定的知识点，教师的调整空间在于学生对知识点的预期掌握程度；第二层信息则相对灵活，如果教师认为自己有更好的教学实施方案，就可以对教材中的原有方案进行局部调整。但一般来说，出于工作效率原因，绝大多数教师在常规教学中都会高度依赖教材中给出的第二层信息。当数字教材以纸质教材为蓝本设计时，纸质教材中的两层信息就会都在数字教材中被保存下来。数字教材的设计开发者会以纸质教材内容为基础，再配套其他数字化资源来构成数字教材的全部内容。在这种情况下，必然会出现数字教材中的新增内容与纸质教材中的第二层信息之间失配的情况。这是因为纸质教材中原有的教学实施建议方案是以非信息化教学环境为主设计的。由于采用上述设计方式的数字教材，内含的教学策略和教学模式并非针对信息化教学环境设计的，因此这类数字教材的唯一合理应用方式就是CAI模式。因为CAI模式不需要改变传统的教学策略和教学模式，只需要补充辅助性数字化课程资源即可。我们前面已分析过，当前更提倡“整合”“深度融合”的技术应用理念。如果数字教材中没有给出适切的教学策略或模式，那么任课教师在备课时就必须重构教学策略，形成新的教学方案。这势必给教师带来巨大的备课工作量，数字教材也会失去基础性参考作用。采用数字教材融合应用的思路可以部分地解决数字教材文本结构和信息技术应用理念之间的矛盾。在融合应用思路下，数字教材主要支持CAI模式的应用。数字教材的配套资源可以包含“整合”或“深度融合”理念下所需的新教学策略和新教学模式，再结合数字教材本身的系统性与核心育人功能，就可以支持更先进的教育信息化应用理念了。数字教材作为中小学教材体系的组成部分，是需要纳入中小学教材管理体系的。但在许多案例中，数字教材中包含的各种交互内容、学习工具都不能按照教材的一般审核方式进行内容审查。目前，可用于数字教材的技术手段很多，并且会随着技术的发展不断增加。但在这些技术中，能够较好地支撑教材内容审核审查的却十分有限。社会的进步与教育现代化的发展，都要求课程资源与时俱进。但在现实中，数字教材的审核方式方法却发展缓慢。数字教材与其他各类数字化课程资源的融合应用，可以在一定程度上解决当前教材审核方式方法与先进信息技术的教育应用之间的矛盾。正如“互联网不是法外之地”一样，数字教材作为教材体系中的一员，当然也不能以技术为理由去规避国家的教材管理法律法规和基本原则。数字教材保持健康、稳定的持续发展，严格的审核是必不可少的。一些对教育信息化有较好的支撑作用却暂时不支持审核的新技术，可以先不引入数字教材，而是作为数字教参、数字教辅、虚拟教具等其他资源类型进入教学活动中，与数字教材融合应用。当新技术有能力支持数字教材的审核要求时，再将其用于提升数字教材的内容和功能。这也使新技术从引入教育信息化领域到进入数字教材作为核心课程资源有了一个逐渐过渡的过程。
数字教材与其延伸出的数字化课程资源的融合应用思路，本质上是将数字教材回归到教材应用的核心价值中。与我们从不期望纸质教材能解决一切教学问题一样，数字教材能够支撑的信息化环境中的教学需求也是有限的。在数字教材能够提供的作用之外，当然还存在着近乎无限的个性化教与学需求。这就需要我们建立一个以数字教材为核心的教学应用系统，通过融合应用数字教材和教学应用系统中不同的数字化资源、数字化学习工具等，完成不同的教学目标，形成差异化的教学方式或风格。在融合应用的思路下，数字教材的设计思路也会与当前常见的设计方式有一定区别。考虑到中小学数字教材作为信息化教学环境中的核心课程资源，数字教材的设计必须突出“核心”二字，否则就会失去数字教材最主要的教育教学价值。首先，在设计数字教材时需要有“核心资源”意识。设计和开发者要坚持以落实国家教育根本任务为前提，紧密围绕课程标准要求设计数字教材内容，尤其要体现数字教材在促进学生学科核心素养发展方面的作用。与之相对应的，则是要减少或降低数字教材中的非核心内容或功能要求。在理念上，应敢于突出数字教材核心价值，并将非核心内容和功能移至教学应用系统的其他资源中。其次，在研发数字教材时需要注重内容的科学性、严谨性。数字教材中的每个单元内容都应是反复打磨、精益求精的，数字教材整体则应保持较好的体系性。内容质量是数字教材作为核心数字化课程资源的先决条件。我们强调数字教材的设计要有“核心资源”意识，也是希望能在缩小数字教材研发范围和内容数量的前提下，能够将研发能力聚焦于数字教材的内容质量上来。最后，在设计数字教材时需要考虑适用性问题。数字教材作为信息化教学环境中的一种“托底资源”，必须考虑到不同地域、年龄、水平师生的信息技术应用情况。从实践上看，信息技术应用水平越低的教师，对数字教材依赖度越高。因此，数字教材的设计需要在易用性上下功夫，避免出现复杂操作。数字教材作为核心资源，就如同餐桌上的主食。光有主食，让人“吃饱”是没问题的，但离“吃好”就有很大差距了。在教育信息化2.0时代，数字教材解决的是核心问题，其他各类数字化课程资源需要与数字教材一道，构成一个信息化教学环境中的应用体系，即以数字教材为核心设计应用体系架构。将数字教材与其他资源、教学系统等进行整合的案例并不少见。如人民教育出版社在2011年推出的“人教数字校园”，就是包含了数字教材、教学课件、备授课工具、教务管理等内容资源和功能的教学系统。但以往此类系统大多只面向教师，并以平台自身功能而非数字教材为核心。
应当指出的是，在信息化教学应用系统中，数字教材的核心作用不可替代。毕竟在所有数字化课程资源中，未来只有数字教材会根据教科书审核管理的相关要求和步骤来保障其内容的政治性和科学性，而其他各类数字化课程资源是难以具备相近教育价值的。从这个角度看，以数字教材为核心向外扩展建设信息化教学应用系统，更符合国家当前的教育要求。实际上，以数字教材为核心的信息化教学应用系统在技术开发方面与以往的教学系统并没有太大差异，二者的区别更多地体现在对我国当前基础教育课程教学的理解上。（三）加强数字教材与其他数字资源之间的互联互通设计数字教材的融合应用，其关键在于打通数字教材与其他各类数字资源的信息互联、数据互通，使得以数字教材为核心的信息化教学应用系统成为一种实践可能，而不是只停留在理念上。这其中最为重要的问题是，在信息化教学应用系统中，其他各类数字资源如何调用和整合数字教材中科学、规范、权威的教学内容信息。例如，数字教材的文本结构与应用理念的矛盾，就可以通过基于信息化教学策略的内容重构加以解决，以实现教学内容与教学策略、教学方法之间的协调。这需要数字教材的内容可以被拆解、调用和重组。以往的信息化教学应用系统之所以不得不采用以平台功能为核心的设计方案，主要原因就在于数字教材的内容无法被有效调用。当教师运用新教学策略重新组织教学材料时，数字教材反而成了一种固化和难以应用的数字资源。这客观上造成了数字教材在教学应用时与信息化教学策略的割裂，对数字教材的使用效果影响很大。数字教材与其他数字资源之间的互联互通需要研究数字教材的标准化数据连接方案，规范数字教材与其他数字资源、学习工具之间的技术接口。从实践角度看，这并不存在技术难点，更多的是要在数字教材设计上转变为融合应用理念。数据实现互联互通后，就可以围绕数字教材将其他数字资源构建成一个整体，并实现嵌入式和无缝衔接的融合应用。本文提出的融合应用思路，究其本源是希望数字教材能够回归到数字化核心资源的本质，在教学应用中发挥其核心价值，同时结合其他扩展的数字资源与工具来实现其他多样性的教学过程和效果。“十四五”时期，我国即将进入新的发展阶段。在未来几年中，数字教材的研究和发展需要在几个重点方向上努力。首先，数字教材要加强标准化研究，当前的数字教材标准化程度还很低，甚至远远低于纸质教材，而标准化在互联网发展中是极其重要的。其次，数字教材需要基于信息化环境下的有效教学策略、模式开展数字教材创新实验。从教育信息化发展的要求来看，用CAI方式应用数字教材是远远不够的。早在2013年前后，顾小清等学者就提出了数字教材可以采用多个学习路径，每个学习路径均包括不同的教学策略和模式。在数字教材中设计多个学习路径并不存在技术障碍，只是数字教材的研发尚未充分吸收信息化环境下教学策略和教学模式的研究成果。最后，数字教材还需要加强理论建设，改变“开发实践在前，理论研究滞后”现状。理论建设要突出具有中国特色的马克思主义教材观，明确“培养什么人”“为谁培养人”的根本目标，围绕“网络时代怎么培养人”的新课题开展研究，从理论高度指导数字教材的发展途径。注：本文系2019年度广东省基础教育信息化融合创新示范培育推广项目“智慧教室规模化应用促课堂教学创新的探索与实践”；全国教育信息技术研究“十三五”规划重点课题“粤教云数字环境下教师群体协同交互研修的策略研究”(课题编号：163623379)的研究成果。（作者沙沙系人民教育出版社人教数字教育研究院高级研究员，主任编辑；代毅系北京师范大学教育学部博士后，中学高级教师；赵子莹系教育部数字课程教材研究中心副理事长，中教云数字课程教材云平台首席执行官，本文通信作者）
文章来源 | 《中小学数字化教学》2021年第2期
责任编辑 | 牟艳娜
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